2018高中化学 第二章 化学物质及其变化 2.3.2 氧化剂和还原剂课件 新人教版必修1.ppt

第2课时氧化剂和还原剂,知识铺垫,新知预习,自主测试,1.氧化还原反应的特征是反应前后元素的化合价发生变化。实质是电子得失或电子对的偏移。2.四种基本反应类型中,置换反应全部是氧化还原反应;复分解反应全部是非氧化还原反应;化合反应和分解反应可能是氧化还原反应。3.在反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O中,氧化产物是Cl2,还原产物是MnCl2。4.O2、Cl2在参与的一些反应中的共同之处是易得电子、被还原,Fe、Cu的共同之处是易失电子、被氧化。,知识铺垫,新知预习,自主测试,一、常见的还原剂和氧化剂,知识铺垫,新知预习,自主测试,二、氧化性和还原性1.氧化性和还原性(1)氧化性:氧化剂所表现出得电子的性质。(2)还原性:还原剂所表现出失电子的性质。2.氧化性、还原性和元素化合价之间的关系,三、氧化还原反应的影响1.有利于人类生活和生产:金属的冶炼、电镀、燃料的燃烧等。2.对人类生活和生产不利:易燃物的自燃、食物的腐败、钢铁的锈蚀等。,知识铺垫,新知预习,自主测试,1.下列说法中,正确的是()A.氧化剂自身被还原,生成氧化产物B.氧化剂是在反应中得到电子(或电子对偏向)的物质C.还原剂在反应时所含元素的化合价降低D.在一个反应中,氧化剂和还原剂不可能是同一物质解析:氧化剂自身被还原,生成还原产物,A项错误;还原剂在反应时所含元素的化合价应升高,C项错误;在一个反应中,氧化剂和还原剂可能是同一物质,如氯酸钾分解制备氧气,氯酸钾既是氧化剂又是还原剂,D项错误。答案:B,知识铺垫,新知预习,自主测试,2.在Cl2、Fe2+、Mg、H2O、Cu2+中,只能作氧化剂的是;只能作还原剂的是;既能作氧化剂又能作还原剂的是。解析:高价氧化,低价还原,中间价态两边靠。Cu2+中铜元素处于最高价,只能作氧化剂;Mg中镁元素处于最低价,只能作还原剂;Cl2、Fe2+中氯元素和铁元素处于中间价态,既可作氧化剂又可作还原剂;而H2O中氢元素处于最高价,氧元素处于最低价,故H2O既可作氧化剂,又可作还原剂。答案:Cu2+MgCl2、Fe2+、H2O,探究一,探究二,氧化剂和还原剂问题探究1.在Fe2O3Fe的转化中,Fe2O3是氧化剂还是还原剂?发生什么反应?Fe是什么产物?答案:氧化剂;还原反应;还原产物。2.结合常见氧化剂和还原剂及氧化还原反应的知识分析,元素处于最高价态、最低价态、中间价态时分别具有什么性质?答案:元素处于最高价态只有氧化性,处于最低价态只有还原性,处于中间价态既有氧化性又有还原性。,探究三,探究一,探究二,思维建模1.氧化还原反应中相关概念的关系,探究三,探究一,探究二,2.常见的强氧化剂和还原剂(1)常见的强氧化剂非金属单质Cl2、Br2、O2、O3等;高价金属阳离子Fe3+等;高价或较高价含氧化合物H2SO4(浓)、MnO2、HClO、KMnO4、HNO3等;过氧化物Na2O2、H2O2等。,探究三,探究一,探究二,(2)常见的强还原剂活泼或较活泼的金属K、Na、Mg、Al、Zn、Fe等;低价金属阳离子Fe2+等;非金属阴离子I-、S2-等;含较低价元素的化合物CO、SO2、H2SO3、Na2SO3等;部分非金属单质:H2、木炭(高温下)。通常只有强还原剂与强氧化剂间可发生氧化还原反应,弱氧化剂只有与很强的还原剂才能发生氧化还原反应,弱还原剂只有与很强的氧化剂才能发生氧化还原反应。(3)在含有变价元素的化合物中,具有中间价态元素的物质(单质或化合物)既可作氧化剂,又可作还原剂。例如:Cl2、H2O2、Fe2+、SO2、H2SO3等既有氧化性又有还原性。,探究三,探究一,探究二,【典例1】工业上制取ClO2的化学反应:2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4。下列说法正确的是()A.SO2在反应中被氧化B.NaClO3在反应中失去电子C.H2SO4在反应中作氧化剂D.1mol还原剂在反应中失去1mol电子解析:在反应中,NaClO3中Cl元素化合价降低,作氧化剂,得到电子,被还原;SO2中S元素化合价升高,作还原剂,被氧化;同时1molSO2转移2mol电子,综上所述,正确的是A项。答案:A,探究三,探究一,探究二,提能训练1下列变化中需要加入还原剂才能实现的是()A.MnSO4KMnO4B.NaClAgClC.NO2HNO3D.Fe2O3Fe解析:还原剂在反应中失去电子,化合价升高,加入还原剂才能实现说明物质为氧化剂,化合价降低。A项中的Mn由+2价+7价;B项中Cl的价态反应前后无变化;C项中的N由+4价+5价;D项中的Fe由+3价0价。答案:D,探究三,探究一,探究二,物质氧化性、还原性强弱的比较问题探究1.镁、铝分别与稀盐酸反应时,1个镁原子失去2个电子变成Mg2+,而1个铝原子失去3个电子变成Al3+,因此还原性:AlMg,这种说法正确吗?答案:不正确。氧化性、还原性的强弱只与该元素原子得失电子的难易程度有关,而与得失电子数目的多少无关,得电子能力越强,其氧化性就越强;失电子能力越强,其还原性就越强。所以,还原性:MgAl。,探究三,探究一,探究二,2.已知氧化剂的氧化性强于氧化产物,还原剂的还原性强于还原产物,根据反应:Cl2+2KBr=Br2+2KCl,Br2+2KI=I2+2KBr,分析氧化剂氧化性的强弱顺序及还原剂还原性的强弱顺序。答案:氧化性:Cl2Br2I2;还原性:I-Br-Cl-。3.已知还原性:ZnFeHCu,则比较Zn2+、Fe2+、H+、Cu2+的氧化性强弱顺序。答案:Zn2+Fe2+H+氧化产物还原性:还原剂还原产物,探究三,探究一,探究二,(2)根据元素的活动性顺序。特点:上左下右可反应,隔之愈远愈易行。(3)根据氧化还原反应的程度比较。不同氧化剂与相同还原剂作用时,还原剂被氧化的程度越大,氧化剂的氧化性越强。,探究三,探究一,探究二,(4)根据反应的条件及反应的剧烈程度比较。反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强,如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等。例如:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O、2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O,氧化性:KMnO4MnO2。,探究三,探究一,探究二,素能应用【典例2】从下列各组反应对比中,判断哪种粒子的氧化性最强,哪种粒子的还原性最强。(1)铁钉浸入CuSO4溶液后,表面会附有红色物质;铜丝浸入AgNO3溶液后,表面会附有银白色物质。则在Cu、Fe、Ag中,的还原性最强,在Cu2+、Fe2+、Ag+中,的氧化性最强。(2)铁钉在氯气中被锈蚀为棕褐色物质(FeCl3),而在盐酸中生成淡绿色溶液(FeCl2)。则在氯气分子(Cl2)、氯离子、氢离子中,_具有氧化性,的氧化性最强。,探究三,探究一,探究二,解析:(1)反应的两个化学方程式为,根据知还原性:FeCu,氧化性:Cu2+Fe2+根据知还原性:CuAg,氧化性:Ag+Cu2+,故还原性:FeCuAg。(2)发生反应的两个化学方程式为,可知Cl2将Fe氧化为Fe3+,而HCl将Fe氧化为Fe2+,所以Cl2、H+有氧化性,且Cl2的氧化性强。答案:(1)FeAg+(2)Cl2、H+Cl2,探究三,探究一,探究二,提能训练2根据下面两个离子方程式:2Fe3+2I-=2Fe2+I2,Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+,可判断离子的还原性从强到弱的顺序是()A.Br-、Fe2+、I-B.I-、Fe2+、Br-C.Br-、I-、Fe2+D.Fe2+、I-、Br-解析:反应中还原剂是I-,还原产物是Fe2+,故还原性:I-Fe2+;反应中还原剂是Fe2+,还原产物是Br-,故还原性:Fe2+Br-,所以还原性强弱顺序为I-Fe2+Br-。答案:B,探究三,探究一,探究二,探究三,氧化还原反应中的基本规律及其应用问题探究1.已知氧化性:Cl2Fe3+I2,将少量的Cl2通入FeI2溶液中,哪种离子首先被氧化?答案:根据氧化性强弱顺序可推知还原性的强弱顺序:I-Fe2+Cl-,所以少量的Cl2通入FeI2溶液中时,I-最先被氧化。2.酸性KMnO4溶液具有很强的氧化性,能将I-氧化成I2,计算:1molKMnO4完全被还原成MnO2时,所需KI物质的量是多少?1molKMnO4完全被还原成Mn2+时,所需KI物质的量是多少?答案:根据电子得失守恒计算:1molKMnO4完全被还原成MnO2得3mole-,需3molKI;1molKMnO4完全被还原成Mn2+时得5mole-,需5molKI。,探究一,探究二,探究三,3.反应:H2SO4(浓)+H2S=S+SO2+2H2O,氧化产物和还原产物分别是哪种物质?答案:氧化产物是S,还原产物是SO2。,探究一,探究二,探究三,思维建模氧化还原反应中的基本规律1.守恒规律还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数氧化剂化合价降低的总数=还原剂化合价升高的总数。应用:氧化还原反应化学方程式的配平和相关计算。,探究一,探究二,探究三,(1)配平方法化合价升降法:,探究一,探究二,探究三,(2)计算方法:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值=n(还原剂)变价原子个数化合价变化值。,探究一,探究二,探究三,2.先后规律多种氧化剂与一种还原剂相遇,氧化性强的首先得电子被还原;多种还原剂与一种氧化剂相遇,还原性强的首先失电子被氧化。如:把氯气通入FeBr2溶液时,还原性:Fe2+Br-,若氯气量不足时首先氧化Fe2+;把氯气通入FeI2溶液时,还原性:I-Fe2+,若氯气量不足时首先氧化I-。应用:判断物质的稳定性和反应顺序。3.价态规律(1)高低规律:最高价态只有氧化性,最低价态只有还原性,中间价态既有氧化性又有还原性。(2)价态归中规律:同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态+低价态中间价态;即“只靠拢,不交叉”。应用:判断元素或物质的氧化性、还原性和反应产物。,探究一,探究二,探究三,素能应用【典例3】24mL0.05molL-1Na2SO3溶液恰好与20mL0.02molL-1K2Cr2O7(重铬酸钾)溶液完全反应。已知Na2SO3被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则Cr在还原产物中的化合价为()A.+2价B.+3价C.+4价D.+5价解析:n(Na2SO3)=0.05molL-10.024L=0.0012moln(K2Cr2O7)=0.02molL-10.02L=0.0004mol,K2Cr2O7在反应中得到电子0.00042(6-x)molNa2SO3在反应中失去电子0.00122mol。根据氧化还原反应中,氧化剂和还原剂得失电子总数相等,有0.00042(6-x)=0.00122,解得x=3。答案:B,探究一,探究二,探究三,提能训练3一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是和Pb2+,则与1molCr3+反应,所需PbO2的物质的量为()A.3.0molB.1.5molC.1.0molD.0.75mol解析:1molCr3+0.5mol,该过程中铬元素失去3mole-,所以在PbO2Pb2+中PbO2也应该得到3mole-,故反应所需PbO2的物质的量为1.5mol。答案:B,1,2,3,4,5,1.下列叙述正确的是()A.在氧化还原反应中,非金属单质一定是氧化剂B.某元素从化合态变为游离态,该元素一定被还原C.金属阳离子被还原不一定得到单质D.氧化剂得到电子,发生了氧化反应解析:非金属单质在反应中不一定是氧化剂,如硫在氧气中燃烧,生成二氧化硫,硫是还原剂;元素由化合态到游离态,即由化合物到单质,化合价可能升高,也可能降低;有的金属阳离子处于高价时,被还原后可以先得到低价的离子,氧化剂在反应中得到电子,本身被还原,发生了还原反应。答案:C,1,2,3,4,5,2.交警常用装有重铬酸钾(K2Cr2O7)的仪器检测司机是否酒后驾车。其原理是红色的重铬酸钾遇酒精后生成蓝绿色物质(Cr3+)。下列说法正确的是()A.该变化为非氧化还原反应B.重铬酸钾中铬元素的化合价为+3价C.该反应的氧化剂为酒精D.重铬酸钾在反应中为氧化剂解析:由题中信息可知:铬元素从+6价降低为+3价,得到电子,故重铬酸钾是氧化剂,被还原成Cr3+,酒精是还原剂,所以D正确。答案:D,1,2,3,4,5,3.已知下列三个化学反应:Fe+CuSO4=FeSO4+CuCl2+2NaBr=2NaCl+Br22FeCl3+Fe=3FeCl2则下列说法不正确的是()A.氧化性:Cl2Br2B.氧化性:Fe2+Cu2+C.还原性:FeFe2+D.氧化性:Fe3+Fe2+解析:反应中氧化产物是FeSO4,还原剂是Fe,氧化剂是CuSO4;反应中氧化剂是Cl2,氧化产物是Br2;反应中Fe是还原剂,FeCl3是氧化剂,FeC